KIMIA UNSUR DAN KIMIA INT
KIMIA UNSUR , KIMIA INTI 1 Pengantar
5.1.5 LOGAM TRANSIS
Unsur-unsur transisi adalah unsur-unsur yang dalam tabel periodik unsur terletak antara golongan IIA dan IIIA pada daftar dan bentuk panjang, atau unsur-unsur yang orbital d-nya terisi mulai dari 1 sampai 10 elektron dan orbital f-nya terisi mulai 1 sampai14 elektron. Unsur-unsur ini terletak pada 3 deret.
Deret I (periode 4) : Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu dan Zn Deret II (periode 5) : Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag dan Cd Deret III (periode 6) : La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au dan Hg
Kesamaan sifat dari unsur-unsur ini adalah sifat logamnya, yakni pada suhu kamar berwujud padat kecuali Hg, berwarna abu-abu kecuali Cu dan Au, dapat ditempa, penghantar panas dan listrik yang baik, kerapatannya besar, bekas patahannya mengkilap dan memiliki kekerasan. Titik leburnya relatif tinggi, tidak jauh berbeda dalam tiap deret tetapi rata-ratanya makin tinggi antar tiga deret. Rata-rata titik lebur deret I, II dan III berturut-turut 1420, 1795 dan 2069C. Struktur kristalnya teratur, yakni kubus atau heksagonal. Karena tingkat energi orbital 3d dan 4s hampir sama, maka elektron-elektron pada orbital 3d dapat ikut berpartisipasi dalam pelepasan elektron. Inilah sebabnya tingkat oksidasi golongan ini lebih dari satu, misalnya bilangan oksidasi Fe=2 dan 3, Mn = 2, 4 dan 7.
Ion-ion logam transisi dalam larutan umumnya memberikan warna yang spesifik. Sifat ini berkaitan dengan eksitasi elektron yang terjadi pada orbital 3d. Energi yang dibutuhkan eksitasi ini diserap dari spektrum sinar tampak. Jika yang diserap spektrum daerah sinar hijau dan kuning maka larutan akan berwarna merah biru atau ungu. Contoh ini terjadi pada larutan Ti(H2O)63+.
Selanjutnya beberapa unsur logam transisi menunjukan sifat paramagnetik. Sifat ini terjadi pada unsur-unsur yang dalam mengisi orbital d-nya terdapat orbital yang berisi elektron tunggal. Keaktifan logam-logam transisi tidak sehebat logam alkali dan alkali tanah tetapi bervariasi.
8 Keaktifan logam-logam ini dapat dilihat dari potensial reduksinya, makin negatif makin aktif. Logam-logam mulia seperti Cu, Hg, Ag, Pt dan Au sangat tidak aktif karena Esel > 0. Inilah
sebabnya logam-logam di alam bebas dapat ditemukan dalam keadaan bebas. Dalam keadaan senyawa logam-logam transisi membentuk sulfida, oksida, halida, silikat dan karbonat, yang biasa disebut bijih. Untuk mengisolasi logam dari bijihnya secara umum dilakukan prosedur sebagai berikut:
1. Pemisahan bijih dari pengotornya dan penguapan (flotasi) 2. Pemanggangan (oksidasi)
3. Reduksi
Ciri lain yang khas dari logam transisi adalah kesanggupannya membentuk senyawa atau ion kompleks. Orbital-orbital d yang belum terisi pada golongan ini memberikan peluang untuk terjadinya ikatan koordinasi dengan spesi lain yang memiliki pasangan elektron bebas baik spesi itu molekul netral maupun ion. Inilah sebab terbentuknya ion-ion kompleks. Kationnya disebut logam pusat dan molekul atau anion yang diikat disebut ligan. Jumlah ligan yang diikat = bilangan koordinasi dari logam pusatnya. Karena jarak ligan-ligan dengan ligan pusat sama maka menghasilkan struktur geometri yang teratur. Misalnya untuk bilangan koordinasi 2 menghasilkan struktur linier, untuk 4 tetragonal.
Contoh : [Ag(NH ) ]3 2 3+ Logam pusat ligan Bilangan koordinasi
NH
3NH
3Ag
+linier
Cl- Cl- Cl- Cl- Co2+ [CoCl ]4 2- tetrahedral H O2 H O2 H O2 H O2 H O2 H O2 Ni2+ [Ni(H O) ]2 6 2+ OktahedralPembentukan ikatan koordinasi antara atom logam pusat dan ligan-ligan dapat digambarkan dengan diagram orbital sebagai berikut :
9 1. 4d 5s 5p 4d sp 5p NH3 linier 2. 3d 4s 4p 3d sp3 Cl tetrahedral 3. 3d 4s 4p 3d d sp2 3 CN- oktahedral
Hibridisasi Orbital Logam Transisi KIMIA INTI
Kimia inti adalah ilmu yang mempelajari struktur inti atom dan pengaruhnya terhadap kesetabilan inti serta reaksi-reaksi inti yang terjadi pada proses peluruhan radionuklida dan stansmutasi inti. Suatu inti (nuklida) dikatakan bersifat radioaktif, karena ia mengalami peluruhan spontan yang disertai dengan pemancaran radiasi. Radiasi ini dipancarkan dari inti atau sebagai hasil pengubahan konfigurasi electron di sekitar inti.
Nuklida yang dikenal lebih dari 3 000 , sekitar 280 di antaranya adalah nuklida stabil dan lainnya adalah nuklida radioaktif.
Berdasarkan pada kestabilan dan proses pembentukannya di alam, nuklida dapat dikelompokan menjadi lima kelompok, yaitu:
1. Nuklida stabil, nuklida yang secara alamiah tidak mengalami perubahan A maupun Z (tidak meluruh).
2. Radionuklida alam primer, nuklida yang terbentuk secara alamiah dan bersifat radioaktif, sampai sekarang masih ditemukan karena memiliki waktu paruh yang panjang (dalam orde 109 tahun).
3. Radionuklida alam sekunder, nuklida radioaktif yang secara alamiah diturunkan 9merupakan hasil peluruhan) dari radionuklida alam primer.
10 4. Radionuklida alam terinduksi, misalnya 14c yang terbentuk secara kontinu dari hasil antar aksi
sinar kosmik dan di atmosfir.
5. Radionuklida buatan, hasil reaksi trans mutasi inti yang dilakukan di laboratorium.
Unsur/nuklida radioaktif alam yaitu unsur/nuklida radioaktif yang dapat ditemukan di alam, umumnya ditemukan dalam kerak bumi. Semua unsur/nuklida radioaktif alam yang bernomor atom tinggi akan termasuk salah satu dari deret radioaktif berikut:
1) Deret uranium, dimulai dari 92U238 berakhir pada 82Pb206.
92U238⎯→ 82Pb206 + 8 α + 6 β-
2) Deret thorium, dimulai dari 90Th232 berakhir pada 82Pb208. 90Th232⎯→ 82Pb208 + 6 α + 4β- 3) Deret aktinium, dimulai dari 92U235 berakhir pada 82Pb207. 92U235⎯→ 82Pb206 + 7α + 4β-
Unsur radioaktif bernomor atom rendah jarang ditemui. Contohnya: 19K40 19K40⎯→ 20Ca40 + β-
b. Radioaktif Buatan
Unsur/nuklida radioaktif buatan adalah unsur/nuklida radioaktif yang tidak terdapat di alam, tetapi dapat dibuat dari unsur/nuklida alam. Isotop buatan pertama kali dibuat Rutherford (1919), adalah 8O17 yang tidak radioaktif.
7N14 + 2He4⎯→ 8O17 + 1H1
Isotop radioaktif buatan pertama adalah 15P30 (1934) yang dibuat dari 13Al27 + 2α ⎯→ 15P30 +
0n1
15P30⎯→ 14Si30 + e+
Unsur buatan yang pertama adalah neptunium (Np) 92U238 + 0n1⎯→ 92U239
92U239⎯→ 93Np239 + -1e0
Deret radioaktif buatan dimulai dari 93Np235 berakhir pada 83Bi209.
Komposisi nukleon mempengaruhi kesetabilan inti. Fakta menunjukan bahwa faktor- faktor penting yang menentukan kesetabilan inti adalah:
1. Angka banding neutron terhadap jumlah proton ( ) yang terkandung dalam inti, inti yang paling stabil sampai dengan nomor atom 20, memiliki nilai ( ) = 1 (kesetabilan diagonal). 2. Pasangan nukleon ditunjukan oleh hukum genap ganjil
11 4. Energi pengikat inti pernukleon
Komposisi radionuklida yang satu dengan yang lainya berbeda, maka cara peluruhan suatu radionuklida tergantung pada jenis ketidakstabilannya. Jenis radiasi yang dipancarkan dari
peluruha zat radioaktif adalah Partikel alfa α; Positro , β+ ; Negatro , β- ; Radiasi
elektomagnetik, sinar –γ ; da Neutro HUKUM GENAP – GANJIL
Dari jumlah nuklida stabil di alam, jika dikelompokan berdasarkan jumlah proton (Z) dan jumlah neutron (N) penyusunya, diperoleh data sebagai berikut:
Jumah nuklida Jumlah nuklida stabil
Z genap, N genap 165
Z genap, N ganjil 55
Z ganjil, N genap 50
Z ganjil, N ganjil 4
Data di atas menunjukan bahwa urutan kesetabilan inti realatif adalah: Z genap, N genap > Z genap, N ganjil > Z ganjil, N genap > Z ganjil, N ganjil
12 Inti yang stabil menghendaki jumlah proton dan jumlah neutron genap, kesimpulan ini diperkuat pula oleh data kelimpahan isotop dari unsure yang terbanyak terdapat di permukaan bumi, oksigen dan silicon. Oksigen di alam terdiri atas 99,95% , dan silikon terdiri atas 92,207% . BILANGAN AJAIB
Dalam pengisian kulit elektron dikenal konfigurasi elektron kulit penuh yang stabil, yaitu untuk atom yang bernomer 2, 10, 18, 36, 54, dan 86, maka pada komponen nukleon dikenal istilah bilangan ajaib (magic number) yaitu untuk jumlah proton atau jumlah neutron dalam inti yang berjumlah 2, 8, 20, 28, 56, 82, dan 126 yang memberikan kestabilan inti paling tinggi pada periodenya.